대양을 운항하는 선박들의 효율적이고 안전한 운항 관리를 위해 국제 해상법적 환경이 강화되고 있으며, 선박과 육상간의 정보 공유에 대한 요구가 증대하고 있다. 이에 따라 디지털 선박, 선박 통합화 플랫폼, 선박 통합화 네트워크에 대한 연구가 미국과 유럽 등에서 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 선박 통합화 플랫폼을 연구하고, 선박 통합화 시스템 구축의 핵심이 되는 선박 통합화 네트워크의 설계 및 구현을 수행하였다. 선박 내 각종 시스템 및 기기들을 계층별 네트워크를 구성하고 통합화 프로토콜을 설계하였으며, 선박 통합 정보들을 표준화된 플랫폼으로 관리하고 필요한 정보를 선박-육상 네트워크를 통해 육상으로 전송하여 육상에서 관리 및 지원이 가능한 시스템을 구현하였다. 또한 설계${\cdot}$구현된 선박 통합화 시스템을 실제 운용중인 선박에 적용하여 시스템의 신뢰성 및 선박-육상간의 지원체계의 효용성을 확인하였다.
대양을 운항하는 선박들의 효율적이고 안전한 운항 관리를 위해 국제 해상법적 환경이 강화되고 있으며, 선박과 육상간의 정보 공유에 대한 요구가 증대하고 있다. 이에 따라 디지털 선박, 선박 통합화 플랫폼, 선박 통합화 네트워크에 대한 연구가 미국과 유럽 등에서 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 선박 통합화 플랫폼을 연구하고, 선박 통합화 시스템 구축의 핵심이 되는 선박 통합화 네트워크의 설계 및 구현을 수행하였다. 선박 내 각종 시스템 및 기기들을 계층별 네트워크를 구성하고 통합화 프로토콜을 설계하였으며, 선박 통합 정보들을 표준화된 플랫폼으로 관리하고 필요한 정보를 선박-육상 네트워크를 통해 육상으로 전송하여 육상에서 관리 및 지원이 가능한 시스템을 구현하였다. 또한 설계${\cdot}$구현된 선박 통합화 시스템을 실제 운용중인 선박에 적용하여 시스템의 신뢰성 및 선박-육상간의 지원체계의 효용성을 확인하였다.
For the efficient and safe navigation management of ships cruising across oceans, international maritime law environments have been reinforced and the demand of information sharing between ships and shore has also been increasing. According to these environments and demand. researches about digital ...
For the efficient and safe navigation management of ships cruising across oceans, international maritime law environments have been reinforced and the demand of information sharing between ships and shore has also been increasing. According to these environments and demand. researches about digital ships, ship integration, and ship integration networks have been active recently in US and Europe. In this raper, we first investigate about the proper ship integration platform, and then design and implement a ship integration network based upon the ship integration platform. We construct networks connecting various devices and systems into a layered architecture, and design an integration protocols. Based upon this architecture and protocols, we implement an ship integration system which manages all data and information of ship in a standardized platform and support ship-shore information sharing through which the more efficient and safer ship navigation management are supported with help from shore. We test our ship integration system by applying it to real operating ships and we find our system reliability and verify the efficiency of ship-shore information sharing and management.
For the efficient and safe navigation management of ships cruising across oceans, international maritime law environments have been reinforced and the demand of information sharing between ships and shore has also been increasing. According to these environments and demand. researches about digital ships, ship integration, and ship integration networks have been active recently in US and Europe. In this raper, we first investigate about the proper ship integration platform, and then design and implement a ship integration network based upon the ship integration platform. We construct networks connecting various devices and systems into a layered architecture, and design an integration protocols. Based upon this architecture and protocols, we implement an ship integration system which manages all data and information of ship in a standardized platform and support ship-shore information sharing through which the more efficient and safer ship navigation management are supported with help from shore. We test our ship integration system by applying it to real operating ships and we find our system reliability and verify the efficiency of ship-shore information sharing and management.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 논문에서는 디지털 선박과 IT 육상지원체계를 위하여 선박 통합화 시스템과 육상 IT 기반의 육상 지원 시스템을 구축하는데 가장 필수적인 부분으로, 선박 통합화 네트워크 시스템을 설계 . 구현하였다.
본 논문에서는 이러한 연구의 필요성에 부응하여, 디지털 선박을 위한 선박내 데이터 통합 및 선박-육상간 데이터 통합을 위한 선박 통합화 플랫폼을 연구하고, 이에 기반하여 선박 통합화 네트워크 설계 및 구현에 대해 연구하였다.
본 논문은 선박과 육상간의 통합 지원체계의 표준화 구축 및 경제적이고 효율적인 선박과 육상 통신 체계의 구축으로, 미래의 해양 운송 기술의 핵심 기술로서의 종합적인 선단 관리 표준 구축 기술을 확보하였다. 또한 육상에서의 해양 환경정보 및 안전 항해정보, 예방정비 정보 등의 지원으로 선박의 운항 중의 사고를 미리 예방할 수 있으므로 사고 비용이 획기적으로 감소하는 기대효과를 가져올 수 있는 선박과 육상 지원체계의 기반을 구축하였다고 볼 수 있다.
본 논문의 연구로 선박과 육상간의 통합 지원체계의 표준화 구축 및 경제적이고 효율적인 선박과 육상통신 체계의 구축 기술 확보하였다고 판단된다. 따라서 기존에 보고된 구미의 통합화 네트워크에 대한 연구 결과가 아이디어 차원이거나 선박통합화 부분 표준 제시안 정도이며 현재까지도 지속적으로 연구가 진행 중인 상황어】서, 본 논문은 보다 실제적이고 실증적인 연구이며 구축 기술의 확보라는 차원에서 그 의의가 적지 않다고 사료된다.
본 연구는 국내외 법적 환경과 기술 수요의 변화에 대처하고 건조 선박의 경쟁력 및 부가가치 제고를 위한 주요한 기반을 구축함과 동시에 선박과 육상 간의 효율적이고 경제적인 지원체계 구축을 위하여 선박통합 네트워크의 설계는 필수적인 것이라 사료되며 정보통신의 발전 추세에 따라 선박 육상 간의 통신 시스템의 발전 및 향후 도래하는 유비쿼터스 환경을 위한 선박 통합화 시스템 부분에서의 정보 인프라 체계를 구축하는데 많은 도움이 되리라 본다.
본 연구에서는 선박통합화 플랫폼의 적용을 위한 선박 통합화 네트워크 설계와 각부 시스템의 설계를 수행하였으며, 선박 내 필수적으로 구성되는 주요 시스템들을 개발하거나 접속하여 선박 및 육상 사용자들에게 정보를 제공할 수 있는 통합화 운용 시스템을 구축하였다. 선박의 주요 시스템 몇 가지들은 실제 선박에 적용하도록 설계되어 승인 시험을 득하고 탑재하여 현재 운용 중에 있어 신뢰성 평가가 이루어 졌으나, 선박과 육상간의 통신 시스템과 정보 교환 운용기능은 통신시스템의 제한적 요소 및 제반 비용 문제로 인하여 실험실 수준에서 상호 운용 기능을 확인할 수 있었으며 효율적이고 경제적인 통신 시스템의 많은 연구가 필요할 것이라 본다.
제안 방법
·PISCES(Protocols for Integrated Ship Control and Evaluation of Situation) : 1998년부터 2000년까지 수행한 프로젝트로서, 1992년부터 주도 개발한 SINTEF(노르웨이)사 주관으로 MiTS-2 버전 혹은 PISCES 라는 이름으로 기존 MiTS((Maritime Information Technology Standard) 프로토콜을 수정 . 보완 개발하였다.
항해 정보.데이터는 출발지, 목적지등을 나타내는 정적 데이터와 속도, 시간, 온/습도 등의 정보를 나타내는 동적 데이터로 구분할 수 있는데, 이를 명확히 표현하고 지원하는 클래스 구조로 설계하였다.
따라서 본 연구에서는 이러한 여러 가지 문제를 해결하고자 ARCNET 프로토콜을 이용하였다. 또한 본 연구에서는 시스템의 성능에 직접적인 영향을 끼치는 데이터의 전송량을 최소화 하기위해 하위계층 정합장치에서는 각 시스템에서 전송되어지는 텍스트 형태의 데이터를 수집하고, 이를 각각 해석하여 바이너리 형태로 변환한 후 이를 상위 계층인 선박통합 서버로 전송하는, 방법을 사용하였다.
또한 선박과 육상간의 정보의 보안을 위하여 송수신되는 정보들의 암호화 인증기능을 적용하여 보안성 및 무결성을 적용하도록 설계하였다.
또한, 선박 및 육상에서도 선박 통합화 정보를 공유할 수 있도록 사용자 운용 화면을 구성하여 육상의 선주 및 경영자, 선박 건조사들에게 선박 관리 및 안전운용을 위한 플랫폼을 제공하도록 구축하였다.
본 연구에서 수행한 선박 통합화 네트워크를 통한 선박 통합화 플랫폼 시스템 및 육상 관리 플랫폼 구축을 위한 선박 및 육상부분 시스템들의 실험은 다음 그림과 같은 시스템의 구축으로 수행되었다.
선박 내 각종 시스템 및 기기들을 계층별 네트워크를 구성하고 통합화 프로토콜을 설계하였으며, 선박 통합 정보들을 표준화된 플랫폼으로 관리하고 필요한 정보를 선박-육상 네트워크를 통해 육상으로 전송하여 육상에서 관리 및 지원이 가능한 시스템을 구현하였다. 또한 설겨] .
선박 통합화 네트워크의 구성에 있어 하위 부분의 필드기기 네트워크와 시스템 제어 네트워크 계층간의 통합은 ISO/OSI 표준 모델에 근거하여 구축하도록 하였다. 아래 그림의 하위 모델의 전송 프로파일(Transport Profile) 부분은 국제 표준 및 선박 표준의 통신 규격의 물리적 접속 방법을 규정한 것으로, 응용 프로파일 (Application Profile) 부분에서는 사용되는 표준 통신프로토콜 등을 통하여 선박의 주요 시스템 및 기기들의 데이터를 취득하도록 하였다.
선박 통합화 및 육상 지원 체계 구축을 위한 통합화 정보의 구성은 국제해사기구(IMO) 및 국제표준 (IEC/ISO)에서 규정한 주요 정보(설비 및 기기 동작 상태, 적재 조건 및 상태, 화재 경보, 항해 정보 등) 들로서 통합 데이터베이스 관리 및 그래픽 사용자 정보제공들을 가능하도록 설계하였다[그림 1].
선박 통합화 플랫폼의 구현을 위하여 선박 계층별 네트워크 설계와 각 계층별 선박 시스템들이 구성되며, 각 시스템들은 표준화되어진 통신 방식 및 데이터처리 등을 수행하며 선박 내 사용자 정보 제공 및 육상과의 정보 교환을 담당하는 시스템들로 구성된다.
선박의 각종 데이터 및 통신 요소를 분석하여 이들 데이터가 상호운용될 수 있는 통합화 네트워크 구성을 위해 선박 네트워크를 다음과 같이 네 가자 계층으로 구성하여 각 계층마다 표준화된 통신 프로토콜 및 데이터 베이스를 설계하고 구현하였다
따라서 수집된 데이터는 이 두 가지 부분으로 분류되어 데이터베이스에 각각 갱신되어지며 요청에 의해 보내어 진다. 제어/관리 데이터는 각각의 데이터에 태그를 붙여서 관리하며 상위계층에서는 이들 데이터를 태그를 통해 접근하게 되는데, 이를 위하여 상호관계를 가지는 클래스들을 정의하여 각각의 데이터를 접근 할 수 있도록 설계하였다.
구축을 위한 근간 기술이다. 특히, 선박 안전운항을 위한 육상 지원체계 구축의 인프라 체계를 갖추는 설계로서, 선박-육상간의 정보 교환 및 지원 기능을 위하여 경제적이고 활용이 쉬운 통신 시스템이 구성되어 선박이나 선단들로부터의 각종 정보들을 육상의 다수의 이용자들에게 제공할 수 있도록 설계 되었다[그림 4],
이론/모형
또한, 화재 경보 시스템이나, 선체 응력감시 시스템과 같이 이벤트로 발생하는 긴급메세지의 경우 서버로 전송되는 메시지에 우선순위를 두어 둘 수 있어야 한다. 따라서 본 연구에서는 이러한 여러 가지 문제를 해결하고자 ARCNET 프로토콜을 이용하였다. 또한 본 연구에서는 시스템의 성능에 직접적인 영향을 끼치는 데이터의 전송량을 최소화 하기위해 하위계층 정합장치에서는 각 시스템에서 전송되어지는 텍스트 형태의 데이터를 수집하고, 이를 각각 해석하여 바이너리 형태로 변환한 후 이를 상위 계층인 선박통합 서버로 전송하는, 방법을 사용하였다.
성능/효과
또한 설겨] . 구현된 선박 통합화 시스템을 실제 운용중인 선박에 적용하여 실제적으로 잘 동작됨과 선박과 육상간의 지원체계의 효용성을 확인하였다.
첫째, 선박 내의 각종 시스템 및 장비 등의 모든 데이터들이 표준화된 공통의 통신 프로토콜로 취득되고, 관리를 위한 데이터들을 변환할 수 있는 표준화 구조를 제공할 수 있도록 설계.
후속연구
선박의 주요 시스템 몇 가지들은 실제 선박에 적용하도록 설계되어 승인 시험을 득하고 탑재하여 현재 운용 중에 있어 신뢰성 평가가 이루어 졌으나, 선박과 육상간의 통신 시스템과 정보 교환 운용기능은 통신시스템의 제한적 요소 및 제반 비용 문제로 인하여 실험실 수준에서 상호 운용 기능을 확인할 수 있었으며 효율적이고 경제적인 통신 시스템의 많은 연구가 필요할 것이라 본다.
참고문헌 (14)
ISM Code & Guide Lines On Implemantation, IMO, 1997
Erik Styhr Petersen, 'The Intelligent Ship', Waterborne Transport's Role in Future Intelligent Transport Systems - Lessons learned in EC RTD that contribute to an ITS vision, Wilhelmshaven, June 8th, 2000
Eugene D. Story, 'A Review of U.S. Activity for Information Technology ISO Standards in the International Maritime Industry', Shipbuilding Machinery & Marine Technology International Trade Fair, October 2, 1998
조선분야 산업분석 기획위원회, '디지털 선박의 자율제어 시스템에 관한 기술개발', 산업자원부, 2000.8
EU DISC Project, 'Research in waterborne transport area : demonstration of ISC - DISC', Final Report, Telematics Application Programme, 1998
EU PISCES Project, 'ISC Protocol Requirements-Protocols for Integrated Ship Control and Evaluation of Situations', Telematics Application Programme, 1998
EU COMMAN Project, 'Standard Requirements and Recommendations : Communication Manager System for Data Exchange for Ship Operations', Telematics Application Programme, June, 2000
Eugene D. Story, 'IT for the Marine Industry-International Standards for Shipboard Management Systems', ISO Bulletin, October 2001
ISO 15849, Ships and marine technology - Guidelines for Implementation of a fleet management system network, 2001
IEC TC80/WG6 : Digital interfaces for navigational equipment within a ship IEC 61162-1 Maritime navigation and radio-communication equipment and systems - Digital interfaces, Part 1 : Single talker and multiple listeners IEC 61162-2 : Maritime navigation and radio-communication equipment and systems - Digital interfaces, Part 2 : Single talker and multiple listeners, high-speed transmission IEC 61162-3: Maritime navigation and radio-communication equipment and systems - Digital interfaces, Part 2 : Multiple talker and multiple listeners, Serial data instrument network IEC 61162-4 Digital interfaces part 4 Multiple talker and multiple listeners - Ship control network
(주)마린디지텍, Intelligent-Shipping 을 위한 선박-육상간 통신 프로토콜의 표준화 연구, 최종보고서, 산업자원부, 2004.10
(주)마린디지텍, 위성통신망 원격제어기술(IMIT) 개발, 1단계 결과보고서, 산업자원부, 2003.10
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.